基于DPCA技术的SAR杂波抑制研究

杂波抑制技术是实现合成孔径雷达动目标检测与成像的关键技术之一。本文介绍了相位中心偏置天线技术(DPCA)的基本原理,在DPCA原理的基础上建立了杂波抑制模型,并进行了仿真模拟。结果表明,DPCA技术能很好地抑制杂波。     

基于遗传算法的机器人动态视觉检测系统

建立了一种基于二自由度机器人视觉伺服系统,该系统通过实时监控和跟踪运动目标,实现对运动目标的相对距离和瞬时速度的动态检测。本系统为双目视觉系统,采用遗传算法进行特征点匹配,利用其随机搜索的特点,更快更好地找到全局最优值,从而得到较高匹配精度的点。最后通过三维重建和建立速度模型,实现了对机器人动平台运动参数的动态检测,并给出测量精度及改进方法。此方法还适用于多自由度并联机器人和空间复杂运动的检测。     

基于边缘检测和混合高斯模型的运动目标检测算法

提出一种运动目标检测算法。该算法在时间域上通过混合高斯模型进行背景建模及更新,同时利用基于HSV颜色空间的阴影模型实现阴影检测,提取运动目标的初步形状。然后在空间域上利用Canny边缘检测算子获得运动目标的边缘轮廓,并进一步运算,提取出最终的运动目标。将所提出的算法应用到了越界侦测（报警）中,试验和应用结果表明,该算法能够更有效地检测出运动目标。     

基于CSI-ISAR的非合作目标成像技术

合成孔径雷达（SAR）针对静止目标成像,依靠雷达平台的运动形成较长的合成孔径,达到方位高分辨。而在地面静止场景中,必然会存在运动目标,其运动参数的未知使得目标在SAR图像上难以聚焦成像。另一方面,逆合成孔径雷达（ISAR）技术在雷达平台静止条件下,依靠目标运动形成长合成孔径后聚焦成像。本文将结合多通道合成孔径雷达-地面动目标指标（SAR-GMTI）技术,提出了基于杂波抑制干涉（CSI）和ISAR相结合的非合作动目标聚焦成像。成像过程中,利用多通道图像信息,动目标在CSI处理后被检测到,针对动目标的能量范围进行ISAR处理,实现该区域内动目标的聚焦成像。最后仿真结果验证了该方法的有效性。     

GIS局部放电检测用小型化平面螺旋天线研究

随着变电站中气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的广泛应用,局部放电检测逐渐成为发现故障隐患的重要手段。基于超高频(UHF)局部放电的检测原理,设计了一种工作于UHF频段的小型化天线。该天线基于传统阿基米德平面螺旋天线,利用一种振幅随着幅角线性增加的新型正弦波加载方式对天线进行进一步的小型化处理。通过HFSS软件进行仿真和试验验证,结果表明该天线在端口性能、方向性能以及增益等方面均满足局部放电检测的要求;同时天线尺寸较小,使用时易于安装,后续在GIS设备局部放电现场检测中有较大应用前景。     

基于特征点检测与光流法的运动目标跟踪算法

为了解决当前运动目标跟踪算法在背景模型复杂和目标特征不明显的情况下,导致算法跟踪能力不足的问题,本文分别从特征点检测与光流法分析的角度出发,提出了基于特征点检测与光流法的运动目标跟踪算法。首先,根据图像梯度矩阵最小特征值,通过仿射变换,精确化特征点帧间匹配,排除伪特征点,达到精准检测运动目标特征点的目的。然后,基于图像像素守恒原理,进行2幅图像间变形评估,建立图像约束方程,进一步精确跟踪运动目标。最后,基于软件开发环境QTCreator实现算法,并系统集成。实验测试结果显示:与当前运动目标跟踪技术相比,本文算法拥有更高的准确性与稳定性。     

局部放电检测用超高频天线的设计与性能对比

根据高压电力设备局部放电信号检测的需要,基于PCB技术设计并制作了四种不同原理和结构尺寸的超高频天线,仿真分析了其性能参数,检验所设计天线用于局部放电超高频检测法的可行性。利用矢量网络分析仪测试天线的端口特性,验证了天线的电压驻波比等参数。基于GTEM小室提供标准场,在不同工作频率下分别对四种天线样机的天线系数进行了标定,得到各天线系数的拟合公式与曲线。采用针-板放电模型作为局部放电源,基于脉冲电流法测量参考放电量,对所设计的天线进行了局部放电测试实验,采集天线接收到的局放信号波形。仿真和实验结果表明微带天线与缝隙天线工作带宽和增益较低;偶极子天线与螺旋天线在工作频带内损耗低、增益高、阻抗匹配效果较好,检测局部放电信号的效果良好。     

绝缘子污秽的毫米波辐射测量建模与计算

根据天线理论与微波辐射测量原理,建立了绝缘子污秽的毫米波辐射检测模型,包括天线温度模型与三层媒质模型两部分,分析了绝缘子表面的发射率与温度、入射角度、污层厚度及绝缘子层介电常数等因素之间的关系。在晴朗天空和云雾天气两种情况下,首先根据大气参数计算出天空温度,进而利用检测模型得出不同条件下天线温度与绝缘子等值附盐密度之间的对应关系。计算结果表明,对于高精度的毫米波辐射计,在确定的天气参数和模型参数下,天线温度值完全能够反映绝缘子的污秽程度。最后,通过实验证明了该检测模型的准确性和有效性,为工程应用提供了参考依据。     

基于高斯混合模型的运动目标检测方法研究

在研究比较常用的各种运动目标检测方法的基础之上,结合静止场景运动目标检测的特点,采用基于背景减除法的高斯混合模型方法进行运动目标检测,即采用高斯混合模型进行背景建模、背景减除法确定目标前景区域,并通过图像平滑、二值化处理、去噪等方法对图像进行后处理,最终得到目标前景图像.该方法具有运算量小、处理速度较快的特点.实验结果表明,所设计的嵌入式运动目标检测系统能够检测出较完整的前景区域并判断出目标前景,能够满足静止场景下运动目标检测的需求.     

无人值守变电站巡视系统目标检测新方法研究

巡视系统对无人值守变电站的安全运行有着重要的作用.其中运动目标检测是智能巡视的关键.介绍了运动目标检测的原理、常用方法和在巡视系统中的应用.针对以前目标检测方法的不足,提出了基于区域特征和局部特征融合的运动目标检测算法.试验表明,本方法在运行时间和检测率方面比以往的方法有较大的提高.     

基于微动特征提取的太赫兹雷达目标检测算法研究

微多普勒现象是微动目标在极高频雷达照射下重要的特征属性之一,已广泛应用于雷达目标成像与识别方面。但是,目标微多普勒现象可能会在一定程度上导致雷达检测概率的降低,这在太赫兹频段尤为明显。本文结合目标微动特征,建立了一种新的信号检测模型,在原有常规目标检测模型的基础上,考虑了微动特征参数,该参数由时频分析算法提取。仿真结果显示,基于微动特征提取的信号检测模型可有效的提高雷达检测概率,在13dB的信噪比下,针对一定的虚警概率,检测概率可提高13%左右,对太赫兹雷达系统设计具有重要的理论意义。     

一种复合微动空间目标窄带成像方法

提出一种复合微动空间目标窄带成像方法.由于窄带雷达在目标检测和跟踪等方面的优势,窄带雷达被广泛用于空间目标探测中.对空间微动目标,微动产生时变多普勒调制,蕴含了目标的重要结构信息,通过对时频图像应用逆约旦变换方法可获取目标各散射点的位置,实现窄带成像.窄带成像降低了对雷达带宽的要求,在空间目标探测上具有优势.然而,在实...     

太赫兹频段目标微多普勒信号特征分析

微多普勒运动是近年来高分辨雷达目标观测的重要研究内容之一,对微动目标的运动特征提取与识别已成功的应用于雷达研究的诸多领域。本文首先对典型的微动模型进行数学建模,并在对几种典型微动形式的微多普勒信号进行理论推导的基础上,对太赫兹频段和X频段的微多普勒现象进行了仿真比较,从仿真结果中可以看出,在微动特征较小的情况下,基于X频段的雷达观测手段已几乎失效,很难对运动特征提供有用的观测信息,同时,仿真结果验证了太赫兹雷达系统对厘米或及毫米量级微动观测的有效性,为进一步开展太赫兹频段下高分辨率目标观测及成像研究提供理论依据。     

火控雷达测量误差自相关时间分析

舰炮火控雷达跟踪精度试验时需要确定跟踪数据的采样时间间隔,采样时间间隔主要取决于雷达跟踪误差特性的自相关时间。数据采样时间间隔直接影响试验航次数的确定和试验效率。从基础自相关估计理论出发,给出通过协方差函数直接计算和利用FFT变换计算雷达误差自相关时间方法,实测数据结果验证了火控雷达误差数据序列的平稳性;分析得到了火控雷达对典型目标的跟踪误差弱相关时间并给出雷达精度试验对空中目标数据采样时间间隔先按距离和方位角弱相关系数K值确定,即1～2 s,数据处理时再对高低角误差数据进行取2～3倍间隔的建议。通过自相关时间分析发现雷达伺服系统对消舰艇摇摆存在剩余的技术问题,有助于雷达技术改进和跟踪误差源分析。     

基于改进Radon域多次波抑制的强弱目标分离

在探地雷达野外应用中,多次波是一种常见的干扰波,会影响雷达数据的真实性及可靠性,给目标解释工作带来困难。Radon变换在地震处理领域中广泛应用于多次波抑制,但在探地雷达领域中对此进行研究运用的仍不多。针对双曲线探地雷达反射波,对Radon变换理论进行分析阐述,在弱目标回波与强目标的多次波位置高度重叠,并且多次波强度接近弱目标回波强度的实例中,通过分析Radon域中弱目标与多次波位置与能量强度的差异,通过选择过滤窗并且在Radon域中对其进行多项式拟合恢复多次波能量,然后经过Radon正演在时空域中恢复多次波数据,再从原始雷达数据中减去多次波,实现对多次波的抑制,获得了无假象干扰的雷达数据。实验结果表明,在保留弱目标回波强度的同时取得了较好的多次波抑制效果。     

微波三维成像离散点目标回波数据模拟

成像雷达一般可分为合成孔径雷达(SAR)和逆合成孔径雷达(ISAR).研究目标的RCS特性当前普遍应用ISAR成像技术,而这些目标的成像能力都依赖于目标的回波信号.在ISAR三维成像理论的基础上,模拟离散点目标的回波信号,为三维成像软件提供三维空间的模拟数据,用来验证成像软件的正确性.基于已有的一维和二维成像软件对模拟数据进行了分析.从三维数据中提取出一维和二维数据,成像结果证明了模拟数据在一维和二维的有效性,从而保证了模拟数据三维成像可靠性.     

微多普勒通道间特性对SAR GMTI性能影响分析

现实环境中,地面目标在具有平动的同时常会叠加周期性的微动,如汽车的怠速抖动等.传统的合成孔径雷达地面运动目标检测技术(SAR-GMTI)主要集中于目标匀速、匀加速等平动形式,无法对微动造成的非线性相位历程进行处理.而目标微动产生的微多普勒会在SAR成像中使目标沿方位向出现等间隔的散焦点——"鬼影点".按照传统的GMTI理论,目标平动速度很小时,其多普勒很难与杂波区分,从而无法实现目标检测.通过对机载多通道SAR"一发多收"模式下地面振动目标运动建模,推衍出了地面振动目标在不同通道内的图像域回波表达式及通道间各鬼影点的干涉相位.通过仿真验证了该干涉相位的正确性,并量化分析了随载频、振动角频率、径向平动速度变化时,各鬼影点空域导向与杂波导向的正交区分度,从而证明即使目标的平动多普勒很小甚至为零时,利用微多普勒带来的空域信息检测地面运动目标仍具有充分的可靠性.     

具有天线扫描特性的雷达信号算法设计与实现

在暗室中,搭建雷达导引头抗干扰性能测试所需的复杂电磁环境具有一定难度,其中目标雷达发射信号的产生尤其困难;对此提出了一种具有天线扫描特性的雷达发射信号产生算法。首先,分析了雷达天线方向图类型和天线扫描方式,并建立了对应数学模型;其次,将建立的数学模型与雷达方程结合,提出了雷达发射信号功率计算法;最后,以该算法为基础开发雷达信号模拟软件,并借助于矢量信号发生器生成具有天线扫描特性的雷达发射信号。测试结果表明,该算法产生的雷达信号具有天线扫描的特性,为暗室环境下导引头抗干扰性能的测试提供了信号保障。     

一种改进的复合运动空间目标微动周期估计方法

提出一种基于Viterbi算法与时频差值平方和序列的微动周期估计方法。雷达目标的微动状态与目标动力、结构高度相关,不同目标具有显著的差异性,反映了目标的重要信息,可用于辅助目标探测及识别,具有重要作用。在雷达目标微动特性的研究中,诸如导弹等空间目标是研究的热点,目前已发表了大量关于空间目标的微动特征提取方法。对空间目标,其通常是平动与微动相耦合的复合运动目标,在进行微动特征提取时需考虑平动的影响。针对复合运动空间目标进行研究,提出一种基于Viterbi算法与时频差值平方和序列的微动周期估计方法,其中Viterbi算法可在低信噪比情况下目标瞬时多普勒的鲁棒估计,时频差值平方和序列则能够有效去除目标平动的影响,所提方法具有良好的估计性能。仿真结果验证了估计方法的有效性。